中德学院-现代自动控制理论实验装置

序号

设备名称

技术要求及功能描述

数量

1

通用功放/电源模块

最大输出功率为（+/-24V，4.16A）

工作电压180-240VAC，工作交流电频率47~63HZ

供给模拟传感器工作电压，同时对模拟反馈信号调理后反馈到A/D端口

5台

2

实时控制软件

完全与Matlab/Simulink兼容 

不需要额外的处理器，在操作系统为WindowsXP/VISTA/WIN7的PC机上直接运行。

控制系统的闭环采样频率为1kHz

将系统中的数据采集硬件端口做成相应的Simulink模块，通过Simulink直接对硬件端口进行读、写操作。将设计的控制器与相应的系统硬件端口Simulnik模块相连，编译并下传到实时控制软件QuaRC中，就可以进行实时控制，使得控制实际对象的过程如仿真一样简单。实时控制过程中同时也可以在QuaRC中进行系统仿真以方便比较。

直接在Simulink中实现控制器并组成闭环系统，可以在Simulink中实时改变控制器参数。

在Windows7/2000/XP下支持多处理器以提高采样频率。

5套

3

多通道采集卡

接口：usb ，A/D ：2路，16位。电压输出范围：+(-)10V

D/A ：2路，16位，可同时输出。输出范围通过软件设定为+(-)10V

数字I/O ：8位，编码器输入：2路，可同时进行采样，

PWM输出:2路

5块

4

旋转运动实验伺服

编码器精度：倍频后4096脉冲/转；

与功放模块、数据采集卡和软件QuaRC组成完整系统,

这个模块包括高性能的电机、齿轮传动机构、转速计、电位计和光电编码器。

可完成位置控制、速度控制实验，并配备完整的实验指导书

5套

5

柔性关节模块

可与旋转伺服组合,组成柔性关节实验对象，然后通过电源、采集卡和控制软件来对它进行实施控制。可以通过选择不同的弹簧和不同的固定点来改变系统的参数。通过设计反馈控制器使杆的末端跟踪期望轨迹的同时减小关节的谐振。

编码器精度：不小于4096脉冲/转。

1套

6

柔性尺

模块

可与旋转伺服模块组合构成柔性尺实验对象，结合功放电源、数据采集卡和控制软件构成柔性尺实验系统，柔性尺末端的形变通过应变尺测得。本实验是控制柔性杆的末端跟踪期望位置的同时使杆的形变和振动最小。

1套

7

旋转倒立摆模块

可与旋转伺服模块组合构成旋转倒立摆对象，然后通过电源功放、采集卡和控制软件组合成旋转倒立摆实验装置，可自行设计控制器做旋转倒立摆实验。

1套

8

球杆跟踪模块

可与旋转伺服模块组合构成球杆跟踪实验对象，结合功放电源、数据采集卡和控制软件构成球杆跟踪实验系统。

1套

9

磁悬浮实验模块

结合功放电源、数据采集卡和控制软件构成磁悬浮实验系统。磁悬浮实验对象包括电磁铁、位置检测器、光源、磁浮球、底座和支架，其特征在于：电磁铁固定在方形支架的顶端，磁浮球位于电磁铁铁芯的正下方，作为实验时的控制对象，位置检测器和光源分别固定在磁浮球的左右两侧，当控制磁浮球的顶端与电磁铁铁芯底端接触时，位置检测器、光源和磁浮球的中心线在同一水平位置；底座固定在方形支架的底端，通过调节底座上的平衡螺钉可使磁悬浮实验对象保持水平。

1套

10

耦联水罐实验模块

偶联水罐（Coupled Tank）有两个容器，一个带水槽的泵组成。泵产生的压力使水向上流动到两个直接连接的管口out1和out2，两个管口的直径不同。将两个罐安装在实验面板前面，并使液体能够从第一个罐流入第二个罐，然后从第二个罐流回到水槽中。通过改变出口的直径来改变两个罐的出口流量。通过选择泵的不同输出来控制两个输出之间的比率关系。

抽水速率≥4.6 Cm3/s/V

抽水最大速率≥100 Cm3/s；压力传感器电源：±12 V；传感器灵敏度≥5 Cm/V

相关研究课题：系统建模、抗扰性分析、鲁棒控制、智能控制、状态空间设计、根轨迹设计、频域分析设计、系统辨识、实时控制等。

提供设备说明书、教师版实验指导书、学生版实验指导书；

 

1套